中學時期,我熱中於逛書店,特別鍾愛挑些看起來「高深莫測」的書,好像只要帶它們回家,智慧就能一夜增長。有次我雄心勃勃地買下英國理論物理學家霍金(Stephen W. Hawking,1942—2018)的《時間簡史:從大爆炸到黑洞》(A Brief History of Time: from the Big Bang to Black Holes)。然而,一翻開書頁,立刻感覺自己掉進一個知識黑洞——裡面的文字和專業術語都如天書陌生。因此我把這本書放回書架,視它為「某天總會看懂」的象徵,它也在那裡靜候我的成長。
《時間簡史》是深奧的書,但也是霍金的人生縮影。對於我這種「物理白癡」來說,比起理解艱深的公式,他的人生似乎更具啟發性:他不僅憑藉卓越的智慧探尋宇宙奧秘,還以驚人的毅力對抗病痛的折磨。即便身體幾乎癱瘓,他依然發表了許多改變科學史的重要研究。若看過他的相關影片,會發現他那標誌性的電子聲,不僅訴說深奧的物理學,還充滿幽默與機智。霍金的人生充滿了戲劇性,但他仍熱中於探索宇宙,並以毅力面對病痛,這種堅韌和對科學的熱愛,如同火炬一般點燃了無數人心對於未知的追尋,包括我自己。
霍金的最後一位合作者赫托(Thomas Hertog),透過《時間的起源:史蒂芬.霍金的最終理論》(On the Origin of Time: Stephen Hawking’s Final Theory)進一步解釋了霍金的最終理論。本書是他們合作的結晶,把霍金對宇宙起源的最新想法,濃縮成更易理解的形式來解答人類心中長久的困惑:為何宇宙適合生命存在?宇宙的起源究竟是什麼?霍金的最終理論提出無邊界假說,以新思維理解宇宙的誕生與結構:他認為宇宙在時間的起點上沒有邊界,這意味著宇宙在沒有明確起點的情況下即存在。
人類歷來如何描繪宇宙
《時間的起源》不僅是思想的探險,也深刻反思了物理學的核心問題:宇宙如何在大爆炸後形成這種精妙的結構,讓生命得以存在?這個問題推動著哲學家和物理學家自古以來不斷尋找答案:從柏拉圖以數學描述世界,到近代愛因斯坦的相對論,以及林德提出的永恆暴脹理論,描繪出宇宙可能是無限擴張的壯麗景象。赫托深入淺出地解釋這些複雜的概念:從霍伊爾的穩態宇宙理論、霍金的無邊界理論,到當今的多重宇宙理論,這些不同的理論讓我們深刻感受到宇宙的奇妙與神秘。
有些科學家認為,我們的宇宙或許來自另一個時空,像是在量子海洋中冒出的一顆小泡泡。這些理論基礎,來自量子場論與宇宙膨脹模型的結合,意味著不同的時空區域可能形成各自獨立的宇宙。這也帶出「多重宇宙」的概念,即存在著無數個擁有不同物理定律的宇宙,然而這些理論缺乏實驗證據,因此霍金對多重宇宙抱持懷疑態度。他認為,宇宙的特性應該在不依賴這些假設的情況下,就能得到解釋。
在《時間的起源》中,赫托描繪了更完整的宇宙圖景,帶領我們探索弦論與多重宇宙的可能性。他以隱喻與故事,描繪宇宙在誕生過程中,時間如何與空間交織摺疊,孕育出一開始的量子。這些生動的描述,讓宇宙的起源從抽象的理論成為詩意的故事。
霍金宇宙的演變
霍金的思想不斷演變。他從支持大霹靂理論,到重新思考宇宙是否真的有初始,經歷數十年的深思與探索。赫托形容霍金對多重宇宙理論的信念,最後就像雪遇到太陽般蒸發。這種改變也是霍金追求真理的展現,無論他的早期理論如何被質疑,他始終勇敢面對挑戰,重新檢視自己的信念。
赫托與霍金共同提出顛覆性的理論:「自上而下」的宇宙學觀點,挑戰了傳統「自下而上」的決定論。他們認為,宇宙的歷史不是由一連串靜態事件構成,而是受到觀察者的影響。這個觀點源自量子力學中的觀測理論,認為宇宙的性質和發展與觀察者的行為密不可分。他們重新審視了宇宙的起源,認為早期宇宙的物理定律並非固定,而是隨著宇宙演化逐漸形成。
這個理論的精髓在於,把宇宙視為一種和觀察者互動產生的創造性存在,而不是冰冷的機械系統。赫托指出,霍金的最終理論顯示,人類既不是宇宙的旁觀者,也非被動的NPC(非玩家角色),是積極參與創造宇宙歷史的角色。這樣的觀點讓我們認識到,我們的存在與宇宙的演化緊密相連,而我們的行為和選擇,也影響著宇宙的未來。即使這些理論尚未被證實,霍金和赫托的研究,改變了我們看待宇宙與看待自身的方式,也讓我們重新審視宇宙的起源與結構,可能是由觀察者與自然現象發生交互作用。這不僅挑戰了傳統理論中的決定性,也讓我們意識到人類在宇宙演化中,也許扮演著更主動的角色。
持續觀察宇宙,也能持續改變宇宙
《時間的起源》不僅探討深奧的物理理論,也有動人心弦的故事。赫托生動活潑的敘述,帶我們探索科學的核心。除了宇宙理論的發展,更顯示了科學家在追尋真理過程中,面臨的挑戰與不屈的堅持。原來科學的發展不僅是來自資料與公式的建構,也充滿人性與情感的探索,如同穿越迷霧尋找曙光。
本書最後,他指出,霍金的最終理論不僅是科學上的突破,也代表著人類文明的新視角:藉由理解宇宙起源,我們能重新審視自己在宇宙中的角色與責任:除了要理解宇宙的運作原理,更要在探索中積極參與。這種新見解讓我們對未來充滿更多想像與期待,如同接手一幅未完成的畫,等待著我們完成。
從《時間簡史》到《時間的起源》,我們看到霍金思想上的演繹,是如何無盡地反思與創新。例如他從最初支持大霹靂理論,到後來提出無邊界假說,再到與赫托合作發展「自上而下」的宇宙觀點,這些轉變都反應了他對宇宙起源的不斷探索和理論的逐步深化。他與赫托的合作也展現了,即便人生的最後階段,他依然全力以赴致力於拓展人類對宇宙的理解。這本書既是對霍金的致敬,也是新時代的邀請,提醒我們重新思考並探索宇宙的本質。我們個人的存在或許非常短暫,但我們的影響卻可能如繁星閃耀,嵌入宇宙的故事中,點亮未知的黑暗。
【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人知識庫〉2025年第275期1月號】
2025年5月8日 星期四
霍金的探尋: 宇宙之初及時間的演繹
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